青少年科普知识枕边书:地理知识全知道-降服坏天气不是梦
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    在古代,人们对天灾的恐惧很普遍。由于当时科学技术水平低下,人们无力抵御自然灾害,再加上统治阶级的愚民政策,因此,人们往往只能乞助于神灵,幻想变凶为吉,化险为夷。但随着生产和科学的发展,人类在自然灾害面前逐渐摆脱被动的局面。人们不仅逐步获得了预告天气变化的手段,而且进行了许多人工控制浓雾、冰雹、雷电等气象灾害的成功尝试。

    浓雾,白茫茫的一片,给人们带来许多不便:飞机怕雾,有雾飞机无法起飞和降落;在飞行中,无法看清目标,会发生撞山等可怕的事故。轮船怕雾,海上浓雾会使船只触礁失事。汽车怕雾,高速公路上汽车追尾事件的罪魁祸首常常就是雾。浓雾有时还危害人类生命健康。1952年,伦敦烟雾重重,久久不散,浓雾和煤烟混在一起,使人呼吸困难,造成了4000多人死亡。为了消除雾灾,减轻由此造成的损失,一些气象专家在研究了雾的出现规律后,已经能准确地预报雾的出现,并经过多次试验,发现、发明了有效的防雾、消雾措施。

    大家知道,雾是悬浮在贴地层空气中大量微细水滴和冰晶的集合体。按其微结构和温度可分为三种:暖雾、过冷雾和冰雾。其中,暖雾是由温度高于0℃的细水滴组成;过冷雾是由温度低于0℃的过冷水滴组成;冰雾是由冰晶组成。

    由于雾的性质不同,人工消雾的原理和方法也有区别。消过冷雾与人工降雨的理论一样,是依靠“贝吉隆过程”。其方法有两种:一种是播撒晶体结构和冰的结构很相似的、直径约1微米的粒子,通常使用的这种成核物质有碘化银、碘化铅等;另一种就是向雾中播撒干冰,使空气局部制冷到-40℃以下。在这个临界温度时,冰的成核作用便可自然发生。

    人工消暖雾的关键是促使雾滴快速蒸发,目前主要有三种方法。第一种是加热法:通过燃烧或喷射高温气体使雾滴蒸发。巴黎奥利机场每隔数十米装个燃油炉,许多个连成一片。有雾时由总机控制自动加油点火,把雾“烧掉”。戴高乐机场的跑道旁安装着好几个喷气发动机,一旦有雾立即开动,喷出高温气体。但加热法成本太高,作用面不大。第二种是扰动法:用直升机在雾层顶部缓缓飞行,利用其产生的垂直气流,使雾顶上面的干空气沉下与雾混合,加速雾滴蒸发。第三种是吸湿法:向雾中播撒氯化钙、氯化钠和尿素等吸湿性物质,促使雾滴消失。

    冰雹也是一种灾害性天气,它会击毁庄稼,损坏房屋,伤害人畜。冰雹其实就是冰块,有的像圆球,有的像圆锥或其他不规则形状。冰雹里面都有一个核,这个核是一颗不透明的雪珠,叫作冰雹胚胎,它是由水滴变成的。冰雹云里的上升气流比较强,云中的水滴被上升气流送到0℃线以上气层,就冻结成冰雹胚胎。冰雹胚胎里面混有空气,比较疏松,表面湿润,看起来不透明。当它下降到0℃线以下的空气层时,表面一部分就融化成水,别的水滴碰上它便会黏附在它上面。这时候若遇到增强的上升气流,它又被带到0℃线以上,冰雹胚胎表面的水就又冻结起来,形成一层比较透明的冰壳。以后,冰晶、雪花黏附在它上面,又使它包上一层不透明的冰层。由于冰雹云中的升降气流特别强烈,冰雹胚胎时而降到0℃线以下,时而又上升到0℃线以上,于是,它的“外衣”也就越来越多,而且一层透明,一层不透明,互相交替,直到上升气流再也托不住的时候,它便降落到地面。

    人工消雹是从人工降雨的实践中总结出来的。在冷云中撒播碘化银,可以造成人工降雨,但是若撒播过量的碘化银,反而形不成雨,原因就在于撒播过量的碘化银以后,会使云中形成过多的小冰晶,而云中的小水滴供不应求。冰晶吞并不到小水滴,也就无法增长,形不成雨滴。人们从这里受到启发,找到了消雹的方法:在冰雹云中撒播大量的碘化银,使冰雹云中出现大量的小冰晶,小冰晶竞相争夺水分,使原来的冰雹胚胎“吃”不到足够的水分,也就无法成长为冰雹。

    冰雹云体积很宠大,若向整个雹云撒播碘化银,耗费的人力、物力都很大。人们经过研究,发现冰雹云中真正能形成冰雹的是对流旺盛、含水量丰富的部分。这个部分在雹云的中上部,只占整个云体的几百分之一。人工消雹时只需要在这个部分撒播几公斤碘化银就行了。在撒播碘化银的同时,还可在云体下部大量撒播吸湿性很强的盐粉等物质,促使云中及早形成倾盆大雨。这样大量水分就会在云体下部消耗掉,冰雹胚胎得不到水分供应,冰雹也就形不成了。

    夏天,电闪雷鸣往往是下雨的前兆,可有时也会给人类带来灾难。闪电打雷能引起森林火灾,造成飞机失事,打断输电线路,危及人畜安全等。为此,科研人员已研究出了几种人工抑制闪电的方法。

    第一种方法是向雷雨云中适当的部位撒播碘化银,碘化银进入云体后便产生大量冰晶,冰晶增多以后,云体内部导电性能发生变化,电场强度被减小,于是闪电就不易发生。第二种方法是用火炮猛轰雷雨云,通过猛烈的爆炸,改变云中上升气流的状况和水分供应状况。雷雨云的发展同上升气流密切相关,当上升气流减弱时,雷雨云就发展不起来,闪电也就不能发生了。第三种方法是向雷雨云不断地发射高速飞行的物体。因为飞机、火箭在穿过还没有放电的积雨云的时候,很容易遭到雷击。这就启示人们,如果连续地向雷雨云发射高速飞行的物体,每发射一次,雷雨云内就产生一次闪电,结果闪电在云内不断进行,云与地面之间的闪电次数便大大减少,地面遭受雷击的可能性也就大大减少了。

    知识链接

    人工影响天气之所以能够实现,是因为大气层中存在着不稳定的因素。只要人们掌握了其变化规律,就可以用较少的能量恰到好处地去“引发”它,使之向着人们预期的方向发展。

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